<4)运行、观察、记录:
①运行LABACT程序,选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析实验工程,选择一阶系统,就会弹出‘频率特性扫描点设置’表,在该表中用户可根据自己的需要填入各个扫描点<本实验机选取的频率值f<见图3-1-2),有效值0.3~95.0HZ,以0.1Hz为分辨率),如需在特性曲线上直接标注某个扫描点的角频率ω、对数幅频特性L(ω>或相频特性φ(ω>,则可在该表的扫描点上小框内点击一下<打√)。
‘确认’后将弹出虚拟示波器的频率特性界面,点击开始,即可按‘频率特性扫描点设置’表,实现频率特性测试。
图3-1-2频率特性扫描点设置表
②测试结束后<约十分钟),可点击界面下方的“频率特性”选择框中的任意一项进行切换,将显示被测系统的对数幅频、相频曲线(伯德图>和幅相曲线(乃奎斯特图>。
实验机在测试频率特性结束后,将提示用户用鼠标直接在幅频或相频特性曲线的界面上点击所需增加的频率点<为了教育上的方便,本实验机选取的频率值f,以0.1Hz为分辨率),实验机将会把鼠标点取的频率点的频率信号送入到被测对象的输入端,然后检测该频率的频率特性。
检测完成后在界面上方显示该频率点的f、ω、L、
、Im、Re相关数据,同时在曲线上打‘十字标记’。
如果增添的频率点足够多,则特性曲线将成为近似光滑的曲线。
鼠标在界面上移动时,在界面的左下角将会同步显示鼠标位置所选取的角频率ω值及幅值或相位值。
注:
该数据表不能自动更新,只能用‘关闭后再打开’的办法更新。
用户用鼠标只能在幅频或相频特性曲线的界面上点击所需增加的频率点,无法在幅相曲线的界面上点击所需增加的频率点。
③改变惯性环节时间常数:
改变A3惯性环节的电容C2=2u。
R1=20K、R2=20K重新观测实验结果,界面上方将显示该系统用户点取的频率点的ω、L、φ、Im、Re、转折频率等相关数据。
<5)整理联线、归位短路套并关闭设备开关
四、预习报告
<1)熟悉实验内容及步骤。
<2)写出惯性环节R1=20K,R2=20K,C=1u的传递函数、对数幅频特性、对数相频特性和幅相特性的表达式,并求出其交接频率。
。
<3)用坐标纸画出惯性环节R1=20K,R2=20K,C=1u的对数幅频曲线、对数相频曲线(伯德图>和幅相曲线(乃奎斯特图>。
五、实验报告
用坐标纸画下实验所得曲线即对数幅频曲线、对数相频曲线(伯德图>和幅相曲线(乃奎斯
特图>,并在曲线上标出交接频率和与其相应的纵坐标。
实验四二阶闭环系统的频率特性曲线
一.实验要求
1、了解二阶闭环系统中的对数幅频特性L(w>和相频特性Φ(ω>、幅相特性的表达式计算。
2、掌握欠阻尼二阶闭环系统中的自然频率ωn、阻尼比ξ对谐振频率ωr、谐振峰值L(ωr>和带宽ωb的影响及ωr、L(ωr>和ωb的计算。
3、观察和分析曲线中的谐振频率ωr、谐振峰值L(ωr>和带宽ωb,并与理论计算值作对比。
二.实验内容及步骤
本实验用于观察和分析二阶闭环系统的频率特性曲线。
令积分时间常数为Ti,惯性时间常数为T,开环增益为K。
可得:
自然频率:
阻尼比:
<4-1)
谐振频率:
谐振峰值:
<4--2)
频率特性测试电路如图4-1-1所示,其中惯性环节<本实验R取4KΩ)
图4-1-1二阶闭环系统频率特性测试电路
注1:
根据本实验机的现况,要求构成被测二阶闭环系统的阻尼比ξ必须满足
,否则模/数转换器注2:
实验机在测试频率特性时,实验开始后,实验机将按设定的频率按序自动产生频率信号进行扫描测试,当被测系统的输出
时将停止测试。
实验步骤:
<1)构造模拟电路:
按图4-1-1安置短路套及测孔联线,表如下。
1
信号输入
B22
运放级联
A13
运放级联
A34
负反馈
A36
相位测量
A6